전기가 모임? .1 (electric assembled? .1)

electric assmebled? 는 전기가 뭐에요? .1 이라는 뜻이다. 하ㅏ

 

전기가 뭐냐면, 전자의 움직임이다. 인터넷에 검색해보면, 뭐 이 세상 대부분 물체가 분자로 이뤄져 있고, 분자는 또 핵이랑 전자로 되있는걸 알 것이다. 이놈들은 놀랍게도 엄연한 질량을 가진 물질로써 지위를 가지고 있다. 근데 이놈들이 너무 작다보니 하찮은 서로의 인력 따위에 영향을 받는 개미만도 못한 놈들! 이라고 상상할 수 있다.

 

전자의 질량은 대략 9.1093837015×10^−31 kg 정도 한다. 대충 전자가 7689조 7726억 0240만 개 정도 있으면 인간의 질량 70kg 정도가 되는 하찮고 가련한 녀석들이고, 가운데 있는 핵은 양성자와 중성자에 따라서 나뉘는데, 사실 이 양성자와 중성자가 몇개가 붙어있냐에 따라 이 원자가 뭔데 라고 결정지을 수 있는 것이다. 

 

그리고 이 원자의 3가지 구성 요소 [전자 / 양성자 / 중성자] 중 두개, 즉 전자와 양성자는 각각 마이너스, 플러스 "전하" 를 띈다. 얘들 두개는 각각 고유의 전하 량을 가지고 있고, 0을 만들기 위해 서로 붙거나 멀어진다. 그리고 양성자와 중성자는 이제 양자 스핀같은 논리를 들이대야 하기 때문에 우선 핵 (양성자/중성자) 의 구성 요소에 따라 원자를 도는 전자의 갯수가 달라지고, 전자, 양성자 갯수가 홀수냐 짝수냐에 따라 이 원자 놈이 안정적 인지 찌릿찌릿한 놈인지, 그리고 곧 변절할 놈인지 알 수 있다.

 

1개 전자 전하량은 - 1.602 * 10^-19 이며 양성자 전하량은 +1.602 * 10^-19, 단위는 [C, 쿨롱] 이다. 외울 필요 없고 숫자는 가져다 쓰면 된다.

 

아 참고로, 이 전하들이 서로 끌어들이는 힘 자체가 (전기) 이다. 가끔 이거를 (자기) 로 헷깔리는 경우가 있는데, 인력은 엄연히 (전기) 이다. 그러니까 자석도 인력 자체는 정 전기적 인력, 즉 전기력 이 된다. 

 

그럼 자기력, 즉 자기 위치 포텐셜 은 뭐냐면, 매우 이해하기 어렵겠지만 최대한 간략하고 정확하게 표현 해보겠다. 얘들 전하는 또 고유의 "모멘트" 라는 일명 "회전 잠재력" 을 가지고 원자 주위를 돈다. 어느정도! 예상했겟지만 전자기력은 "인력" 이고 서로의 전기력(인력) 에 영향 아래, 죽음의 회오리가 서로에게 영향을 미치며 인력의 방향이 상쇄된다고 볼 수 있다. 말 그대로 전자가 남쪽에 있으면 남쪽이 (-) 성향을 띄며, 이러한 포텐셜을 서로의 원자가 상쇄시켜 주기에 대부분의 물체는 자성이 없다.

이러한 원자들은 군집별 특성이 있고, 이거를 모아놓은걸 자기 도메인이라 부르기로 했는데, 얘들끼리도 서로 싸우다가 한 방향으로 정렬되는 경우가 있음. 이쪽 도메인이 북쪽으로 결정하면 도메인 내 인력벡터가 북쪽으로 가고, 그 도메인들 끼리 또 영향 주다가 결국 모든 분자가 같은 쪽으로 가는게 강 자성체, 쉽게 말하면 자석같은 것이고 계속 중립을 유지하는게 일반 물체가 되는것임.

엥 그래서 자기가 무엇이냐? 쉽게 말하면 전기력을 3차원 벡터로 표현해서 인력과 상관관계 잠재력 쪽으로 보면 자기력 이기도 하고, 굳이 전기로 전자가 정렬된 경우가 아니라도 지들 모멘트 끼리 알아서 한쪽으로 늘 서있는 경우가 있다는 것 이 자기력 이라는 것이다.

 

그리고 이 자기장은 예상했겟지만 다른 전하에 영향을 미치고, 이 말은 "에너지를 전달한다" 라는 뜻이 된다. 달리 말해 주먹으로 에너지를 전달하면, 공기의 저항을 받지만 미시 세계에서 에너지를 전달하면 더욱 빠른 속도로 도미노 처럼 에너지를 전달할 수 있다는 뜻이다. 이러한 전자의 흐름을 "전류" 라고 하며, 전류와 자기장의 관계에 대해서 다음 장에 알아보도록 하겠다.